電子電路設(shè)計(jì)與制作

前言

　　“電子技術(shù)”是21世紀(jì)高新技術(shù)的“龍頭”，各先進(jìn)國家無不將它放在優(yōu)先發(fā)展的地位。“電子技術(shù)基礎(chǔ)”（又稱模擬電子電路和數(shù)字電子電路）是電氣類、自控類、電子類、計(jì)算機(jī)類各電類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其顯著的特征就是“實(shí)踐性與實(shí)用性”。其實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)包括：電子電路的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)（綜合型實(shí)驗(yàn)），電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)（即傳統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)）與電子產(chǎn)品制作等4個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)踐與訓(xùn)練。其中前2個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容編寫成《電子電路實(shí)驗(yàn)》，后2個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容編寫成《電子電路設(shè)計(jì)與制作》?！峨娮与娐穼?shí)驗(yàn)》旨在加強(qiáng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的“職業(yè)能力”，為其畢業(yè)后找“飯碗”提供鋪墊；《電子電路設(shè)計(jì)與制作》則注重培養(yǎng)學(xué)生的“設(shè)計(jì)能力”與“創(chuàng)造能力”，使其就業(yè)本領(lǐng)“技高一籌”。本書是省級(jí)教學(xué)研究項(xiàng)目“電氣信息類專業(yè)產(chǎn)、學(xué)、研人才培養(yǎng)模式的研究”（立項(xiàng)編號(hào)20040298）課題團(tuán)隊(duì)的教學(xué)研究成果，既可作為《數(shù)字邏輯電路》與《模擬電子技術(shù)》的實(shí)踐環(huán)節(jié)配套教材，又可作為獨(dú)立的電子技術(shù)實(shí)踐環(huán)節(jié)教材。在教學(xué)內(nèi)容的選取與編排方面，充分注意下述8點(diǎn)。

內(nèi)容概要

　　電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的“技能實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)”是工科電類各專業(yè)的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)?！峨娮与娐吩O(shè)計(jì)與制作》既可作為《數(shù)字邏輯電路》與《模擬電子技術(shù)》的配套教材，又可作為獨(dú)立的電子技術(shù)實(shí)踐環(huán)節(jié)教材。它充分考慮到大多數(shù)應(yīng)用型本科院?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備，旨在促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的更新與完善，收集并篩選了多年來“產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合人才培養(yǎng)模式的研究”項(xiàng)目中，學(xué)生在“課程設(shè)計(jì)”、“電子技能實(shí)訓(xùn)”環(huán)節(jié)經(jīng)過制作并取得成功的設(shè)汁課題?！　　峨娮与娐吩O(shè)計(jì)與制作》主要介紹消費(fèi)類電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作過程，其內(nèi)容包括：模擬電子電路課程設(shè)計(jì)、數(shù)字電子電路課程設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品的制作工藝、PCB板設(shè)計(jì)制作實(shí)例、實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)中常用的電子元件、器件等?！　　峨娮与娐吩O(shè)計(jì)與制作》適合作為應(yīng)用型本科院校的工科電氣類、自控類、電子類、計(jì)算機(jī)類各電類專業(yè)的“技能實(shí)訓(xùn)”、“課程設(shè)計(jì)”等實(shí)踐環(huán)節(jié)的教材，更適合作為在校學(xué)生參加“全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽”的培訓(xùn)教材，也可以作為工程技術(shù)人員從事消費(fèi)類電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參考書。

書籍目錄

第1章 模擬電子電路課程設(shè)計(jì)(以天煌電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)箱為平臺(tái))1.1 模擬電子電路課程設(shè)計(jì)的一般過程1.1.1 模擬電子電路的設(shè)計(jì)方法1.1.2 元器件的選擇與參數(shù)的計(jì)算1.1.3 模擬電子電路的安裝與調(diào)試1.1.4 模擬電子電路故障診斷的一般方法1.1.5 模擬電子電路中的電磁干擾與抑制1.1.6 電子電路設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫1.2 模擬電子電路課程設(shè)計(jì)實(shí)例課題1.2.1 數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)課題1.2.2 數(shù)控自動(dòng)進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)課題1.2.3 電冰箱保護(hù)器的設(shè)計(jì)課題1.2.4 簡易心電圖儀的設(shè)計(jì)課題1.2.5 集成化音頻放大器的設(shè)計(jì)課題1.2.6 醫(yī)院住院病人“呼喊”器的設(shè)計(jì)課題1.2.7 一種區(qū)域防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題1.2.8 峰值檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題1.2.9 一種流量測量儀的設(shè)計(jì)課題1.2.10 自動(dòng)節(jié)能燈的設(shè)計(jì)與制作課題1.2.11節(jié)能熒光燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)與制作第2章 數(shù)字電子電路課程設(shè)計(jì)(以天煌電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)箱為平臺(tái))2.1 數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)方法2.1.1 數(shù)字電子電路系統(tǒng)的組成2.1.2 數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)步驟2.1.3 電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意的問題2.2 數(shù)字電子電路課程設(shè)計(jì)實(shí)例課題2.2.1 多功能數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)課題2.2.2 自動(dòng)復(fù)位數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)與制作課題2.2.3 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)課題2.2.4 基于FPGA的可編程邏輯門電路的設(shè)計(jì)課題2.2.5 可編程時(shí)間順序控制器的設(shè)計(jì)課題2.2.6 紅外線數(shù)字轉(zhuǎn)速表的設(shè)計(jì)課題2.2.7 車速數(shù)字監(jiān)測、超限報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)課題2.2.8 基于FPGA的自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題2.2.9 基于FPGA的交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)課題2.2.10 出租車計(jì)費(fèi)器的設(shè)計(jì)課題2.2.11 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)課題2.2.12 自動(dòng)往返小車控制器的設(shè)計(jì)課題2.2.13 基于FPGA的FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)課題2.2.14 居家照明不間斷太陽能供電控制器的設(shè)計(jì)第3章 電子產(chǎn)品制作工藝3.1 印制電路板的排版設(shè)計(jì)與布線3.1.1 印制電路板設(shè)計(jì)的一般原則3.1.2 印制電路板干擾的產(chǎn)生及其抑制3.1.3 元器件的安裝3.1.4 焊盤及焊孔的設(shè)計(jì)3.1.5 印制導(dǎo)線的設(shè)計(jì)3.1.6 制板工藝圖的繪制3.2 印制電路板的制作工藝3.2.1 印制電路板的制作工藝流程3.2.2 印制電路板的制板過程3.2.3 手工自制印制板3.3 焊接工藝3.3.1 概述3.3.2 手工焊技術(shù)3.3.3 浸焊技術(shù)3.3.4 波峰焊技術(shù)3.3.5 再流焊技術(shù)3.3.6 接觸焊技術(shù)3.3.7 焊點(diǎn)的質(zhì)量分析3.4 表面安裝技術(shù)3.4.1 概述3.4.2 表面安裝器件3.4.3 表面安裝元件3.4.4 表面安裝用的基板3.4.5 表面安裝的工藝流程3.5 調(diào)試工藝3.5.1 概述3.5.2 整機(jī)的調(diào)試3.5.3 故障的診斷和排除3.5.4 整機(jī)的老化3.5.5 整機(jī)的環(huán)境試驗(yàn)第4章 Protel 99 SE印制電路板設(shè)計(jì)制作實(shí)例4.1 電路原理圖的設(shè)計(jì)4.1.1 電子節(jié)能燈電路原理圖的設(shè)計(jì)4.1.2 元器件的創(chuàng)建4.2 網(wǎng)絡(luò)表的產(chǎn)生4.3 印制電路板的設(shè)計(jì)第5章 電子電路的EWB-Multisim仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)5.1 A／D、D／A轉(zhuǎn)換器實(shí)驗(yàn)5.2 3人表決器實(shí)驗(yàn)5.3 汽車尾燈控制器附錄A 常用數(shù)字集成電路引腳圖附錄B 常用可編程邏輯器件引腳圖附錄C 常用集成運(yùn)算放大器引腳圖附錄D 常用A／D和D／A集成電路引腳圖附錄E 常用存儲(chǔ)器引腳圖

章節(jié)摘錄

　　（2）直觀檢查。連線檢查完畢后，直觀檢查電源線、地線、信號(hào)線、元器件接線端之間有無短路，連線處有無接觸不良，二極管、晶體管、電解電容等有極性元器件引線端有無錯(cuò)接、反接，集成塊是否插對?！　。?）通電檢查。將經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源電壓加入電路，但暫不要接入信號(hào)源信號(hào)。電源接通之后，先觀察有無異常現(xiàn)象，包括有無異常氣味、有無冒煙、觸摸元器件是否有發(fā)燙現(xiàn)象和電源是否有短路現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源，排除故障后方可重新通電?！　。?）分塊調(diào)試。它包括分塊測試和調(diào)整兩個(gè)方面。測試是在安裝后對電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測量；調(diào)整則是在測試的基礎(chǔ)上對電路的結(jié)構(gòu)或參數(shù)進(jìn)行修正，使之滿足設(shè)計(jì)要求。為了使測試能夠順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)的電路圖上應(yīng)標(biāo)出各點(diǎn)的電位值、相應(yīng)的波形及其他參數(shù)值?！　≌{(diào)試方法有兩種：第一種是采用邊安裝邊調(diào)試的方法，也就是將復(fù)雜的電路按原理圖上的功能分塊進(jìn)行調(diào)試，在分塊調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大調(diào)試范圍，最后完成整體電路調(diào)試，采用這種方法能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，這是常用的方法，對于新設(shè)計(jì)的電路尤其有效；第二種方法是在整體電路安裝完畢后實(shí)行一次性調(diào)試，該方法適合于簡單電路或定型的電子產(chǎn)品。分塊調(diào)試是將電路按功能劃分成不同的模塊，分別對每一模塊進(jìn)行調(diào)試的方法。調(diào)試的程序與信號(hào)的流向相對應(yīng)，可把前一模塊的輸出信號(hào)看做后一模塊的輸入信號(hào)，前、后級(jí)各模塊調(diào)試好以后，為最后的聯(lián)調(diào)創(chuàng)造條件。分塊調(diào)試又分為靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試兩種類型?！　§o態(tài)調(diào)試是指在沒有外加信號(hào)的條件下測試電路各點(diǎn)的電位，例如測試模擬電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，數(shù)字電路的各輸入、輸出量電平及邏輯關(guān)系等，將測試結(jié)果數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較，若超出指標(biāo)范圍，則分析產(chǎn)生的原因，并進(jìn)行處理?！　?dòng)態(tài)測試可以利用前級(jí)的輸出信號(hào)作為后級(jí)的輸入信號(hào)，也可以利用信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)注入待調(diào)試電路的輸入端，來檢查電路的功能和各種指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，包括信號(hào)的幅值、波形的形狀、相移、頻率、放大倍數(shù)和輸出動(dòng)態(tài)范圍等。模擬電路比較復(fù)雜，而對數(shù)字電路來說，由于集成度比較高，一般調(diào)試工作量不大，只要元器件選擇合適，邏輯關(guān)系就不會(huì)出現(xiàn)異常。將靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的測試結(jié)果與設(shè)計(jì)的指標(biāo)進(jìn)行比較，進(jìn)一步分析后對電路參數(shù)實(shí)施合理的修正?！　。?）整機(jī)聯(lián)調(diào)。對于復(fù)雜的電子電路系統(tǒng)，在分塊調(diào)試過程中，由于是逐步擴(kuò)大調(diào)試范圍，故實(shí)際上已完成了某些局部的聯(lián)調(diào)工作。只要做好各功能模塊之間接口電路的調(diào)試工作，再將全部電路接通，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的聯(lián)調(diào)。整機(jī)聯(lián)調(diào)只需要觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，即將各種測量儀器及系統(tǒng)本身顯示部分所提供的結(jié)果數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)指標(biāo)逐一比較，找出問題，然后進(jìn)一步修改電路參數(shù)，直到完全符合設(shè)計(jì)要求為止。調(diào)試過程不能單憑感覺和印象，要始終借助儀器觀察?！　。?）調(diào)試注意事項(xiàng)：　?、贉y試之前要熟悉各種電子測量儀器的使用方法，并對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，避免由于儀器誤差或使用不當(dāng)而得出錯(cuò)誤的判斷。

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